Дифференциальный привод захватов

Полезная модель относится к области атомной энергетики, в частности к устройству для вынимания или перемещения, приспособленному для тепловыделяющих или управляющих элементов, в частности к приводу захватов. Дифференциальный привод захватов содержит первый тросовый барабан, жестко установленный на первом валу и выполненный с возможностью перемещения первого захвата, и второй тросовый барабан, выполненный с возможностью перемещения второго захвата. Указанный дифференциальный привод захватов дополнительно содержит второй вал, на котором с возможностью вращения установлен второй тросовый барабан, и механическую передачу, выполненную с возможностью передачи вращающего момента между первым и вторым валами. Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в решении проблем приводов, известных из уровня техники, в частности в снижении риска поломки привода. Достигаемый технический результат состоит в повышении надёжности привода.

Область техники

Полезная модель относится к устройству для вынимания или перемещения, приспособленному для тепловыделяющих или управляющих элементов, в частности к приводу захватов.

Уровень техники

Из уровня техники известен привод захватов машины перегрузочной, раскрытый в патенте RU 2227335, который является ближайшим аналогом заявляемой полезной модели. Дифференциальный привод захватов, раскрытый в RU 2227335, содержит первый тросовый барабан 1, который является барабаном 1 захвата ТВС. Первый тросовый барабан 1 жестко установлен на основном валу 5 и выполнен с возможностью перемещения первого захвата, например захвата ТВС. Дифференциальный привод захватов также содержит второй тросовый барабан 2, выполненный с возможностью перемещения второго захвата, т.е. захвата кластера, и установленный на основном валу 5. Кроме того, привод содержит управляющий вал 12 второго тросового барабана, расположенный на одной оси с валом 5 в полости, выполненной в вале 5. Привод также содержит планетарную передачу второго тросового барабана 2, выполненную с возможностью передачи вращающего момента от управляющего вала 12 второго тросового барабана 2 на второй тросовый барабан 2 при заторможенном основном, валу 5 и с возможностью передачи вращающего момента от основного вала 5 на второй тросовый барабан 2 при заторможенном управляющем валу 12 второго тросового барабана 2. Указанная планетарная передача содержит солнечную шестерню 11, по меньшей мере один сателлит 9 и кольцевую шестерню 10, причем солнечная шестерня 11 расположена на управляющем валу 12 второго тросового барабана 2, ось указанного по меньшей мере одного сателлита 9 жестко установлена на выступах основного вала 5, а кольцевая шестерня 10 расположена во втором тросовом барабане 2.

Привод работает следующим образом. Для перемещения захвата кластера относительно неподвижного захвата ТВС, вращают управляющий вал 12 при заторможенном основном вале 5. В этом положении барабан 1 захвата ТВС неподвижен. Вращение управляющего вала 12 через солнечную шестерню 11 передается на сателлит 9. Вращение сателлита 9 передается на кольцевую шестерню 10, что вызывает вращения барабана 2 захвата кластера для наматывания на него или сматывания с него каната, связанного с захватом кластера.

Для работы с захватом ТВС, т.е. для синхронного перемещения захвата ТВС и захвата кластера, вращают вал 5 при заторможенном управляющем вале 12. Вал 5 передает вращение на барабан 1 и сателлит 9, который, обегая неподвижную солнечную шестерню 11 и взаимодействуя с кольцевой шестерней 10, передает вращение на барабан 2. Канаты захватов ТВС и кластера наматываются на барабаны 1 и 2 или сматываются с них, обеспечивая перемещение связанных с ними захвата ТВС и захвата кластера соответственно. Планетарная передача выполняет функцию синхронизирующего механизма, исключающего проскальзывания барабана 2 захвата кластера относительно барабана 1 привода ТВС. В конструкции привода диаметры барабанов выбраны на основании кинематических расчетов, исходя из равенства линейных скоростей канатов захватов ТВС и кластера.

Основным недостатком привода, раскрытого в RU 2227335, является то, что вал 5, на котором установлены нагруженный барабан 1 захвата ТВС и барабан 2 захвата кластера, выполнен полым для размещения управляющего вала. Размещение обоих барабанов на полом валу 5 существенно снижает надежность привода из-за увеличенного риска поломки.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в решении проблем приводов, известных из уровня техники, в частности в снижении риска поломки привода.

Раскрытие полезной модели

Задача полезной модели решена благодаря предложенному дифференциальному приводу захватов, содержащему первый тросовый барабан, жестко установленный на первом валу и выполненный с возможностью перемещения первого захвата, и второй тросовый барабан, выполненный с возможностью перемещения второго захвата. Указанный дифференциальный привод захватов дополнительно содержит второй вал, на котором с возможностью вращения установлен второй тросовый барабан, и механическую передачу, выполненную с возможностью передачи вращающего момента между первым и вторым валами.

Благодаря такой конструкции первый и второй тросовые барабаны установлены на разных валах, что обеспечивает технический результат в виде повышения надежности привода, так как нагрузка, оказываемая барабанами, распределена между двумя валами. Кроме того, установка первого и второго тросовых барабанов на разных валах обеспечивает дополнительный технический результат в виде увеличения адаптивности привода к условиям использования за счет возможности подбора оптимальных параметров валов, а также варьирования расположения барабанов в пространстве для наиболее подходящего размещения привода. Механическая передача выполняет функцию синхронизирующего механизма и обеспечивает одновременное вращение первого и второго валов.

В предпочтительном варианте реализации механическая передача является зубчатой передачей, содержащей по меньшей мере два зубчатых колеса. Зубчатые передачи являются наиболее распространенными передачами, предназначенными для передачи вращательного движения между валами.

В наиболее предпочтительном варианте реализации привод дополнительно содержит управляющий вал второго тросового барабана, расположенный на одной оси со вторым валом в полости, выполненной во втором валу. В этом случае привод также содержит планетарную передачу второго тросового барабана, выполненную с возможностью передачи вращающего момента от управляющего вала второго тросового барабана на второй тросовый барабан при заторможенном втором валу и с возможностью передачи вращающего момента от второго вала на второй тросовый барабан при заторможенном управляющем валу второго тросового барабана. Благодаря такой конструкции обеспечена возможность работы привода в двух режимах. В первом режиме для перемещения только второго тросового барабана вращают управляющий вал при заторможенном втором валу. Так как первый вал жестко связан со вторым валом через механическую передачу, обеспечена возможность торможения второго вала посредством приводного устройства первого вала. Во втором режиме для одновременного перемещения первого и второго тросовых барабанов вращают первый или второй валы при заторможенном управляющем валу. Так как первый и второй валы связаны между собой механической передачей, они вращаются одновременно с обеспечением одновременного вращения первого и второго тросовых барабанов.

В одном из вариантов реализации планетарная передача содержит солнечную шестерню, по меньшей мере один сателлит и кольцевую шестерню, причем солнечная шестерня расположена на управляющем валу второго тросового барабана, ось указанного по меньшей мере одного сателлита жестко установлена на выступах второго вала, а кольцевая шестерня расположена во втором тросовом барабане. Солнечная шестерня может быть выполнена за одно целое с управляющим валом второго тросового барабана, а кольцевая шестерня может быть выполнена за одно целое со вторым тросовым барабаном. Такая конструкция оптимальна как точки зрения основных параметров передачи, так и с точки зрения массогабаритных характеристик всего привода.

Предпочтительно, чтобы диаметры первого и второго тросовых барабанов, параметры механической передачи и параметры планетарной передачи второго тросового барабана были подобраны из условия одинаковых окружных скоростей первого и второго тросовых барабанов. Это условие необходимо для корректной работы привода для перемещения захватов кластера и ТВС.

В одном из вариантов реализации оси первого вала и второго вала являются параллельными. Такая компоновка привода минимизирует габаритные размеры, а также не требует установки непрямозубой механической передачи. В случае если оси первого и второго вала параллельны, возможно установить цилиндрические зубчатые колеса.

Еще в одном варианте реализации привод может также содержать третий тросовый барабан, с возможностью вращения, установленный на втором валу и выполненный с возможностью приведения в действие первого захвата. Для третьего тросового барабана возможно выполнение управляющей схемы, аналогичной схеме второго тросового барабана, как описано выше.

Краткое описание чертежей

Остальные детали и варианты реализации полезной модели более подробно описаны далее со ссылкой на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 показан первый вариант реализации дифференциального привода захватов согласно настоящей полезной модели. Указанный привод содержит два барабана для перемещения захватов ТВС и кластера.

На фиг.2 показан второй вариант реализации дифференциального

привода захватов согласно настоящей полезной модели. Указанный привод содержит три барабана для перемещения захватов ТВС и кластера и для приведения в действие захвата ТВС.

На фиг.3 показан известный дифференциальный привод захватов.

Осуществление полезной модели

Дифференциальный привод захватов, показанный на фиг.1, предназначен для перемещения захватов ТВС и кластера.

Дифференциальный привод захватов изображен на фиг.1. Привод содержит барабан 1 захвата ТВС, вал которого установлен на подшипниковых опорах 2, и барабан 3 захвата кластера, вал 4 которого установлен на подшипниковых опорах 5. Сам барабан 3 захвата кластера установлен на валу 4 с возможностью вращения. Вал барабана 1 захвата ТВС находится в зацеплении с валом 4 барабана 3 захвата кластера посредством зубчатых колес 7 и 8. Внутри вала 4 на подшипниках 6 установлен управляющий вал 9, выполненный в виде вала-шестерни 9 и находящийся в зацеплении с сателлитом 10, ось которого закреплена на выступах вала 4. Одновременно сателлит 10 находится в зацеплении с кольцевой шестерней 11, выполненной в виде зубчатого венца 11 барабана 3.

Во время работы привода в режиме перемещения захвата ТВС вращают барабан 1 захвата ТВС, а вал-шестерня 9 заторможен. При этом вращение с барабана 1 через зубчатые колеса 7 и 8 передается на вал 4. Поскольку вал-шестерня 9 неподвижен, а ось сателлита 10 вращается вместе с валом 4, то сателлит 10 обкатывает шестерню вала-шестерни 9 и заставляет вращаться барабан 3 относительно вала 4. Диаметры барабанов 1 и 3, а также параметры зубчатых зацеплений подобраны из условия одинаковых окружных скоростей барабанов 1 и 3, что обеспечивает синхронность движения тросов захвата ТВС и захвата кластера.

Во время работы привода для перемещения только захвата кластера, вал-шестерня 9 вращается при заторможенном вале барабана 1 захвата ТВС. Следовательно, благодаря зацеплению зубчатых колес 7 и 8, заторможен и вал 4. Вращение с вала-шестерни 9 передается на сателлит 10, ось которого неподвижна. Вращение с сателлита 10 передается на зубчатый венец 11 барабана 3, заставляя барабан 3 вращаться.

На фиг.2 показан привод, содержащий барабан 1 захвата ТВС, барабан 3 захвата кластера и барабан 12 фиксатора. Принцип работы барабана 12 фиксатора аналогичен принципу работы барабана 3 захвата кластера.

1. Дифференциальный привод захватов, содержащий первый тросовый барабан, жестко установленный на первом валу и выполненный с возможностью перемещения первого захвата, второй тросовый барабан, выполненный с возможностью перемещения второго захвата, отличающийся тем, что он дополнительно содержит второй вал, на котором с возможностью вращения установлен второй тросовый барабан, механическую передачу, выполненную с возможностью передачи вращающего момента между первым и вторым валами.

2. Привод по п.1, в котором механическая передача является зубчатой передачей, содержащей по меньшей мере два зубчатых колеса.

3. Привод по п.1, который дополнительно содержит управляющий вал второго тросового барабана, расположенный на одной оси со вторым валом в полости, выполненной во втором валу.

4. Привод по п.3, который дополнительно содержит планетарную передачу второго тросового барабана, выполненную с возможностью передачи вращающего момента от управляющего вала второго тросового барабана на второй тросовый барабан при заторможенном втором вале и возможностью передачи вращающего момента от второго вала на второй тросовый барабан при заторможенном управляющем вале второго тросового барабана.

5. Привод по п.4, в котором планетарная передача содержит солнечную шестерню, по меньшей мере один сателлит и кольцевую шестерню, причем солнечная шестерня расположена на управляющем валу второго тросового барабана, ось указанного по меньшей мере одного сателлита жестко установлена на выступах второго вала, а кольцевая шестерня расположена во втором тросовом барабане.

6. Привод по п.5, в котором солнечная шестерня выполнена за одно целое с управляющим валом второго тросового барабана.

7. Привод по п.5, в котором кольцевая шестерня выполнена за одно целое со вторым тросовым барабаном.

8. Привод по любому из пп.4 и 5, в котором диаметры первого и второго тросовых барабанов, параметры механической передачи и параметры планетарной передачи второго тросового барабана подобраны из условия одинаковых окружных скоростей первого и второго тросовых барабанов.

9. Привод по п.1, в котором оси первого вала и второго вала являются параллельными.

10. Привод по п.1, который дополнительно содержит третий тросовый барабан, с возможностью вращения установленный на втором валу и выполненный с возможностью приведения в действие первого захвата.

11. Привод по п.10, который дополнительно содержит управляющий вал третьего тросового барабана, расположенный на одной оси со вторым валом в полости, выполненной во втором валу.

12. Привод по п.11, который дополнительно содержит планетарную передачу третьего тросового барабана, выполненную с возможностью передачи вращающего момента от управляющего вала третьего тросового барабана на третий тросовый барабан при заторможенном втором вале и возможностью передачи вращающего момента от второго вала на третий тросовый барабан при заторможенном управляющем вале третьего тросового барабана.

13. Привод по п.12, в котором планетарная передача третьего тросового барабана содержит солнечную шестерню, по меньшей мере один сателлит и кольцевую шестерню, причем солнечная шестерня выполнена на управляющем валу третьего тросового барабана, ось указанного по меньшей мере одного сателлита жестко установлена на выступах второго вала, а кольцевая шестерня выполнена в третьем тросовом барабане.

14. Привод по п.13, в котором солнечная шестерня планетарной передачи третьего тросового барабана выполнена за одно целое с управляющим валом третьего тросового барабана.

15. Привод по п.13, в котором кольцевая шестерня планетарной передачи третьего тросового барабана выполнена за одно целое с третьим тросовым барабаном.

16. Привод по любому из пп.12 и 13, который дополнительно содержит управляющий вал второго тросового барабана, расположенный по сути на одной оси со вторым валом в полости, выполненной во втором валу, и планетарную передачу второго тросового барабана, выполненную с возможностью передачи вращающего момента от управляющего вала второго тросового барабана на второй тросовый барабан при заторможенном втором вале и возможностью передачи вращающего момента от второго вала на второй тросовый барабан при заторможенном управляющем вале второго тросового барабана, причем диаметры первого, второго и третьего тросовых барабанов, параметры механической передачи и параметры планетарных передач первого и второго тросового барабанов подобраны из условия одинаковых окружных скоростей первого, второго и третьего тросовых барабанов.